牛顿第三定律典型例题

已知物体的受力情况确定物体的运动情况

　　例1质量为10Kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，如果用大小40N，方向斜向上与水平方向的夹角为37°的恒力作用，使物体沿水平面向右运动,求（1）物体运动的加速度大小；（2）若物体由静止开始运动，需要多长时间速度达到8.4m/s，物体的位移多大？
　　分析与解答：
　　（1）以物体为研究对象，首先对物体进行受力分析，如图1所示．建立平面直角坐标系把外力沿两坐标轴方向分解．设向右为正方向，依据牛顿第二定律列方程：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　
　　整理后得到：
　　代入相关数据解得：物体运动加速度大小 =1.68m/s2
　　（2）因为物体做匀加速直线运动，所以根据运动学公式可知：
　　∵
　　∴物体运动时间为： s
　　∵
　　∴物体的位移大小为： m
说明：
　　（1）这是一道已知物体的受力情况，确定物体的运动情况的习题．
　　（2）本题中物体受4个力作用（大于3个力作用），一般在处理力的关系时用正交分解法．
　　（3）支持力不是外力在竖直方向上的分力；重力大小不等于地面给予的支持力．
已知物体运动情况确定物体受力情况
　　例2 一个空心小球从距离地面16m的高处由静止开始落下，经2s小球落地，已知球的质量为0.4kg，求它下落过程中所受空气阻力多大？( =10m/s2)
　　分析与解答：以空心小球为研究对象，根据它的运动情况可知，其下落时加速度大小为：
　　 m/s2<
　　说明小球在下落过程中受到向上的空气阻力作用，小球的受力情况如图2所示．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　依据牛顿第二定律可知：
　　∴小球所受空气阻力大小为： N
说明：
　　（1）这是一道已知物体的运动情况，确定物体的受力情况的习题．
　　（2）本题可根据需要加一问：若小球落地后竖直向上反弹到6m高度，设空气阻力大小不变，则小球反弹上升的时间为多少？反弹的初速度为多少？所加这一问属于第一类问题，且注意此时空气阻力方向向下